• 684.00 KB
  • 109页

建筑施工技术课件土方工程

  • 109页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领,认领后既往收益都归您。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
  4. 文档侵权举报电话:19940600175。
建筑施工技术课件 第一章土方工程本章提要:本章内容包括土方规划、土方工程施工的要点,土方工程机械化施工。在土方规划中,涉及了土的工程分类和性质、土方边坡、土方量计算、场地设计标高的确定和土方调配等问题。在土方工程施工要点中,重点论述了土壁稳定、施工排水、流砂防治和填土压实,是土方工程施工的关键。在土方工程机械化施工中,着重阐述常用土方机械的类型、性能及提高生产率的措施。 第一节土的工程分类及工程物理性质一:土石方工程的施工特点土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一,它包括土、石方的开挖、运输、填筑、平整与压实等主要施工过程,以及场地清理、测量放线、施工排水、降水和土壁支护等准备与辅助工作。土石方施工的特点:1:土石方施工工程量大、面广。2:施工条件极为复杂。3:劳动强度较大。 二:土的工程分类1:土的种类繁多,分类方法也较多,根据土的颗粒级配或塑性指数可分为碎石类土(漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土)、砂土(砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂)和粘性土(粘土、亚粘土、轻亚粘土);·2:根据土的沉积年代,粘性土可分为老粘性土、一般粘性土、新近沉积粘性土;3:根据土的工程特性,又可分出特殊性土,如软土、人工填土、黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土、冻土等。不同的土,其物理、力学性质也不同,只有充分掌握各类土的特性及其对施工过程的影响,才能选择正确的施工方法。4:开挖难易程度将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类,称为土的工程分类。前四类属一般土,后四类属岩石,土的分类法及其现场鉴别方法见表1-1。 土的分类土的名称开挖方法可松性系数KSKS′一类土(松软土)砂、亚砂土,冲积砂土,种植土、泥炭(淤泥)能用锹、锄头挖掘1.08~1.171.01~1.04二类土(普通土)亚粘土,潮湿的黄土,夹有碎石、卵石的砂,种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘,少许用镐翻松1.14~1.281.02~1.05三类土(坚土)软及中等密实粘土,重亚粘土,粗砾石,干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土,压实的填筑土主要用镐,少许用锹、锄头,部分用撬棍1.24~1.301.04~1.07四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土,粗卵石,密实的黄土、天然级配砂石,软的泥灰岩及蛋白石用镐、撬棍,然后用锹挖掘,部分用楔子及大锤1.26~1.371.06~1.09五类土(软石)硬石炭纪粘土,中等密实的页岩、泥灰岩,白垩土,胶结不紧的砾岩,软的石灰岩用镐或撬棍、大锤,部分使用爆破1.30~1.451.10~1.20六类土(次坚石)泥岩,砂岩,砾岩,坚实的页岩、泥灰岩,密实的石灰岩,风化花岗岩、片麻岩用爆破方法,部分用风镐1.30~1.451.10~1.20七类土(坚石)大理岩,辉绿岩,粗、中粒花岗岩,坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩用爆破方法1.30~1.451.10~1.20八类土(特坚石)玄武岩,花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉绿岩用爆破方法1.45~1.501.20~1.30 三:土的工程性质土的工程性质对土方工程的施工有直接影响,其中基本的工程性质有:土的质量密度、可松性、压缩性、含水量、渗透性等。1.土的质量密度分天然密度和干密度。土的天然密度,指土在天然状态下单位体积的质量;它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度,指单位体积土中固体颗粒的质量;它是用以检验填土压实质量的控制指标。2.土的可松性土具有可松性。土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后组织被破坏,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实也不能恢复其原来体积的特性。由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的,所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候.必须考虑土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示,即:。 式中KS——最初可松性系数;KS′——最后可松性系数;V1——土在天然状态下的体积(m3);V2——土经开挖后的松散体积(m3);V3——土经回填压实后的体积(m3);在土方工程中,KS是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数,KS′是计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数。不同类型土的可松性系数可参照表1-1。3.土的压缩性移挖作填或取土回填,松土经填压后会压缩,一般松土的压缩率见表1-2。在松土回填时应考虑土的压缩率,一般可按填方断面增加10%~20%计算松土方数。 土的压缩率表1-2土的类别土的名称土的压缩率(%)1m3松散土压实后的体积(m3)土的类别土的名称土的压缩率(%)1m3松散土压实后的体积(m3)一、二类土种植土200.80三类土天然湿度黄土12~170.85一般土100.90一般土50.95砂土50.95干燥坚实黄土5~70.94 4.土的含水量土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比,以百分数表示:式中G1——含水状态时土的质量;G2——土烘干后的质量。土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量,如土的含水量超过25%~30%,则机械化施工就困难,容易打滑、陷车;回填土则需有最佳含水量,方能夯压密实,获得最大干密度。土的最佳含水量和最大干密度参考值见表1-3。 土的最佳含水量和最大干密度表1-3土的种类最佳含水量(质量比)(%)最大干密度(g/cm3)土的种类最佳含水量(质量比)(%)最大干密度(g/cm3)砂土8~121.80~1.88重亚粘土16~201.67~1.79粉土16~221.61~1.80粉质亚粘土18~211.65~1.74亚砂土9~151.85~2.08粘土19~231.58~1.70亚粘土12~151.85~1.95 5.土的渗透性土的渗透性是指水在土体中渗流的性能,一般以渗透系数K表示。从达西公式V=KI可以看出渗透系数的物理意义:当水力坡度I等于1时的渗透速度v即为渗透系数K。渗透系数K值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性,一般应通过抽水试验确定,表1-4所列数据可供参考。土的渗透系数参考值表1-4土的种类K(m/d)土的种类K(m/d)亚粘土、粘土<0.1含粘土的中砂及纯细砂20~25亚粘土0.1~0.5含粘土的细砂及纯中砂35~50含亚粘土的粉砂0.5~1.0纯粗砂50~75纯粉砂1.5~5.0粗砂夹砾石50~100含粘土的细砂10~15砾石100~200 第二节基坑的土方开挖一:土方边坡1:放坡开挖土方边坡坡度以其高度H与其底宽B之比表示。边坡可做成直线形、折线形或踏步形(图1-1)式中m=B/H,称为坡度系数。 (c)踏步形(b)折线形(a)直线形图1-1土方边坡二:土石方工程量的计算土方工程施工前应进行挖、填方的平衡计算,综合考虑土方运距最短、运程合理和各个工程项目的合理施工顺序等,做好土方平衡调配,减少重复挖运。同时,土方平衡调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合将余土一次性运送到指定弃土场,做到文明施工。 土石方量计算的基本方法土石方量计算的基本方法主要有平均高度法和平均断面法两种。1.平均高度法(1)四方棱柱体法。四方棱柱体法,是将施工区域划分为若干个边长为a的方格网,每个方格网的土方体积V等于底面积a2乘四个角点高度的平均值(图1-18),即 图1-18四方棱柱体法若方格四个角点部分是挖方,部分是填方时,可按表1-9中所列的公式计算。 方格类别计算图形计算公式全挖(全填)半挖半填三挖一填(三填一挖)注:①表中a为方格边长,b、c为计算图形相应的两个边长;②h1、h2、h3、h4分别为方格各角点的施工高度;③Σh为各计算图形相应的挖方或填方的施工高度总和,用绝对值代入;④V为挖方或填方的体积(m3)。三个角挖(或填) (2):三角棱柱体法。三角棱柱体法,是将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分成两个三角形,然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。((a)全挖或全填b)有填有挖图1-19三角棱柱体法当三角形为全挖或全填时〔图1-19(a)〕: 当三角形有填有挖时〔图1-19(b)〕,则其零线将三角形分成两部分,底面为三角形的锥体:底面为四边形的楔体:简化计算: 2.平均断面法平均断面法(图1-20),可按近似公式和较精确的公式进行计算。图1-20平均断面法(1)近似计算:(2)较精确计算:式中V——土方体积(m3);F1,F2——两端的断面面积(m2)F0——L/2处的断面面积(m2)。 三:场地平整1.场地设计标高H0的确定场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据,也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地的设计标高,对减少土方量和加速工程进度均具有重要的意义。如图1-23所示,当场地设计标高为H0时,填挖方基本平衡,可将土方移挖作填,就地处理;当设计标高为H1时,填方大大超过挖方,则需要从场外大量取土回填;当设计标高为H2时,挖方大大超过填方,则需要向场外大量弃土。因此,在确定场地设计标高时,应结合现场的具体条件反复进行技术经济比较,选择其中一个最优的方案。其原则是:(1)应满足生产工艺和运输的要求;(2)充分利用地形,分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标高;(3)使挖填平衡,土方量最少;(4)要有一定泄水坡度(≥2‰),使能满足排水要求;(5)要考虑最高洪水位的影响。 图1-23场地不同设计标高的比较如场地设计标高无其他特殊要求时,则可根据填挖土方量平衡的原则加以确定,即场地内土方的绝对体积在平整前和平整后相等。其步骤如下: (1)在地形图上将施工区域划分成边长为10~50m的若干个方格网(图1-24)。(2)确定各小方格角点的高程,其方法:可用水准仪测量;或根据地形图上相邻两等高线的高程,用插入法求得;也可用一条透明纸带,在上面画6根等距离的平行线,把该透明纸带放到标有方格网的地形图上,将6根平行线的最外两根分别对准A点和B点,这时6根等距离的平行线将A、B之间的0.5m或1m(等高线的高差)分成五等分,于是便可直接读得H13点的地面标高,如图1-25所示,H13=251.70。图1-24场地设计标高计算图 (3)按填挖方平衡确定设计标高H04—自然地面与设计标高平面的交线(零线)a)地形图上划分方格;b)设计标高示意图1—等高线;2—自然地面;3—设计标高平面;场地设计标高计算简图 式中:H0——场地设计标高的初步计算值(m);a——方格边长(m);N——方格个数;H11……H22——任一方格的四个角点的标高。因为场地平整前后,土方量相等从图1-24中可知,H11系一个方格的角点标高,H12和H21均系两个方格公共角点,它们分别在上式中要加一次、二次、四次。因此,上式直接可改写成下列形式2.场地设计标高H0的调整原计划所得的场地设计标高H0仅为一理论值,实际上,还需考虑以下因素进行调整。 (1):土的可松性影响。由于土具有可松性,一般填土会有多余,需相应地提高设计标高。设Δh为土的可松性引起设计标高的增加值,则设计标高调整后的总挖方体积VW'应为(2):场内挖方和填方的影响。由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方,以及从经济观点出发,将部分挖方就近弃于场外,将部分填方就近取土于场外等,均会引起挖填土方量的变化。必要时.亦需调整设计标高。为了简化计算,场地设计标高的调整值H0´,可按下列近似公式确定,(3):泄水坡度的影响。当按调整后的同一设计标高H0'进行场地平整时,则整个地表面均处于同一水平面;但实际上由于排水的要求,场地表面需有一定的泄水坡度。因此,还得根据场地泄水坡度的要求(单面泄水或双面泄水),计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。 第三节土方的填筑与压实一:填土的要求最好采用同类土壤填筑填方土料应符合设计要求,如设计无要求时,应符合下列规定:1)碎石类土、砂土和爆破石渣(粒径不大于每层铺厚的2/3)可用于表层下的填料;2)含水量符合压实要求的粘性土,可用作各层填料;3)碎块草皮和有机质含量大于8%的土,仅用于无压实要求的填方;4)淤泥和淤泥质土一般不能用作填料,但在软土或沼泽地区,经过处理使含水量符合压实要求后,可用于填方中的次要部位;5)有水溶性硫酸盐大于5%的土,不能用作回填土,在地下水作用下,硫酸盐会逐渐溶解流失,形成孔洞,影响土的密实性。6)冻土、膨胀性土等不应作为填方土料。 二:填土的压实方法1:填土压实方法有碾压、夯实和振动三种(图1-45)。1):填土压实方法(a)碾压b)夯实c)振动a)碾压法。(1)碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具,如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。(2)碾压法主要用于大面积的填土,如场地平整、路基、堤坝等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土壤;羊足碾只能用来压实粘性土壤;气胎碾对土壤压力较为均匀,故其填土质量较好。(3)按碾轮重量,平滚碾又分为轻型(重5t以下)、中型(重8t以下)和重型(重10t)三种。轻型滚碾压实土层的厚度不大,但土层上部变得较密实,当用轻型滚碾初碾后,再用重型滚碾碾压,就会取得较好的效果。如直接用重型滚碾碾压松土,则由于强烈的起伏现象,其碾压效果较差。(4)用碾压法压实壤土时,铺土应均匀一致,碾压遍数要一样,碾压方向应从填土区的两边逐渐压向中心,每次碾压应有15~20cm的重叠。 b)夯实法。(1)夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,主要用于小面积的回填土。夯实机具的类型较多,有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活,构造简单,在小型土方工程中应用最广。(2)夯实法的优点是,可以夯实较厚的土层,如重锤夯的夯实厚度可达1~1.5m,强力夯可对深层土壤夯实。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等机具,其夯实厚度则较小,一般均在20cm以内。c)振动法。(1)振动法是将重锤放在土层的表面或内部,借助于振动设备使重锤振动,土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于振实非粘性土壤效果较好。(2)近年来,又将碾压和振动法结合起来而设计和制造了振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。振动平碾适用于填料为爆破碎石渣、碎石类土、杂填土或轻亚粘土的大型填方;振动凸块碾则适用于亚粘土或粘土的大型填方。当压实爆破石渣或碎石类土时,可选用重8~15t的振动平碾,铺土厚度为0.6~1.5m,先静压、后碾压,碾压遍数由现场试验确定,一般为6~8遍。 三:影响填方压实效果的主要因素影响土壤压实效果的因素主要有:含水量、压实功、每层铺土厚度。1.含水量土中含水量对压实效果的影响比较显著。回填土含水量过大、过小都难以夯压密实。为此,要求回填土应有最佳的含水量,也就是当土壤在这种含水量的条件下压实时,能获得最大的密实度,而且所需的夯击能最小。所以,当回填土过湿时,应先晒干或掺入干土及其他吸水材料;过干时,则应洒水进行湿润,尽可能使土壤保持在最佳含水量的范围内。土的最佳含水量时的最大干密度,可由击实试验取得,也可查经验表确定。2.压实功压实功(指压实工具的重量、碾压遍数或锤落高度、作用时间等)对压实效果的影响。3.每层铺土厚度铺土过厚,下部土体所受压实作用力小于土体本身的粘结力和摩擦力,土颗粒不能相互移动,无论压实多少遍,填方也不能被压实;铺土过薄,则下层土体压实次数过多,而受剪切破坏,所以规定了一定的铺土厚度。最优的铺土厚度应能使填方压实而机械的功耗费最小。 第四节土方工程的机械化施工土方工程施工机械的种类繁多,有推土机、铲运机、平土机、松土机、单斗挖土机及多斗挖土机和各种碾压、夯实机械等。在建筑工程施工中,以推土机、铲运机和挖掘机应用最广,也具有代表性。现将这几种机械的性能、适用范围及施工方法予以介绍。一:推土机1:推土机是土方工程施工的主要机械之一,是在履带式拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械。常用推土机的发动机功率有45、75、90、120(kW)等数种。推土板有索式和液压操纵两种。图示是液压操纵的推土机外形图。液压操纵推土板的推土机除了可以升降推土板外,还可调整推土板的角度,因此具有更大的灵活性。 液压操纵推土机外形图2:推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面较小、行驶速度快、能爬30°左右的缓坡,因此应用范围较广3:推土机作业以切土和推运土为主,切土时应根据土质情况尽量采用最大切土深度在最短距离(6~10m)内完成,以便缩短低低速行进的时间,然后直接推运到预定地点。上下坡度不得超过35°,横坡不得超过10°。几台推土机同时作业时,前后距离应大于8m 3:推土机经济运距在100m以内,效率最高的运距为60m。为提高生产率,可采用下述方法:(1)槽形推土。推土机多次在一条作业线上工作,使地面形成一条浅槽,以减少从铲刀两侧散漏。这样作业可增加推土量10%~30%。槽深以1m左右为宜,槽间土埂宽约0.5m。在推出多条槽后,再将土埂推入槽内,然后运出。(2)下坡推土。在斜坡上方顺下坡方向工作。坡度不宜大于15°,以免后退时爬坡困难。(3)并列推土。在大面积场地平整时,可采用多台推土机并列作业。通常两机并列推土可增大推土量15%~30%,三机并列推土可增加30%~40%。并列推土的运距宜为20~60m槽形推土下坡推土法并列推土 二:铲运机铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序(挖土、装土、运土、卸土和平土)的机械。按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运机两种。常用的铲运机斗容量为2m3、5m3、6m3、7m3等数种,按铲斗的操纵系统又可分为钢丝绳操纵和液压操纵两种。C3-6型自行式铲运机外形图1:铲运机操纵简单,不受地形限制,能独立工作,行驶速度快,生产效率高。 2:铲运机适于开挖一类至三类土,常用于坡度20°以内的大面积土方挖、填、平整、压实,大型基坑开挖和堤坝填筑等。3:铲运机运行路线和施工方法视工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等而定。其运行路线可采用环形路线或8字路线。其中托式铲运机的适用运距为80~800m,当运距为200~350m时效率最高。而自行式铲运机的适用运距为800~1500m。采用下坡铲土、跨铲法、推土机助铲法等,可缩短装土时间提高土斗装土量,以充分发挥其效率。(a)环形路线(b)大环形路线8字形路线1-铲土;2-卸土 三:挖掘机挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多种,工作装置有正铲、反铲、抓铲,机械传动挖掘机还有拉铲。使用较多的是正铲与反铲。挖掘机利用土斗直接挖土,因此也称为单斗挖土机。1:正铲挖掘机。正铲挖掘机外形如图示。挖土特点是:前进向上,强制切土。它适用于开挖停机面以上的土方,且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大,适于开挖含水量小于27%的一类土至四类土和经爆破的岩石及冻土。1):正铲挖掘机外形正铲的开挖方式根据开挖路线与汽车相对位置的不同分为:正向开挖、侧向装土以及正向开挖、后方装土两种,前者生产率较高。正铲的生产率主要决定于每斗的装土量和每斗作业的循环延续时间。为了提高其生产率,除了工作面高度必须满足装满土斗的要求之外,还要考虑开挖方式和与运土机械配合的问题,尽量减少回转角度,缩短每个循环的延续时间。 2:反铲挖掘机。1):反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土。挖土特点是:后退向下,强制切土。主要用于开挖停机面以下的土方,最大挖土深度4~6m,经济合理的挖土深度为2~4m。反铲也需配备运土汽车进行运输,其外形如图示。2):反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法,即反铲停于沟端,后退挖土,向沟一侧弃土或装汽车运走,也可采用沟侧开挖法,即反铲停于沟侧,沿沟边开挖,它可将土弃于距沟较远的地方,如装车则回转角度也小,但边坡不易控制。3:拉铲挖掘机。1):适用于一类至三类的土,可开挖较大基坑(槽)和沟渠,挖取水下泥土,也可用于填筑路基、堤坝等。挖土特点是:后退向下,自重切土,其挖土深度和挖土半径都很大。拉铲能开挖停机面以下的土方,其工作状况如图示。2):拉铲挖土时,依靠土斗自重及拉索拉力切土,卸土时斗齿朝下,利用惯性,较湿的粘土也能卸净。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。 正铲挖掘机外形(a)正向挖土、反向卸土(b)正向挖土、侧向卸土正铲挖土机卸土方式反铲挖掘机外形(a)沟端开挖(b)沟侧开挖 抓铲挖掘机。抓铲适用于开挖较松软的土。挖土特点是:直上直下,自重切土,挖土力较小。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果。抓铲还可用于挖取水中淤泥,装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲的传动方式主要有机械传动和液压传动两种。抓铲挖土时,通常立于基坑一侧进行,对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土。挖淤泥时抓斗易被淤泥“吸住”,应避免起吊用力过猛,以防翻车。拉铲工作状况抓铲工作状况 四:土方机械的选择与合理配置1:土方机械的选择土方机械的选择,通常应根据工程特点和技术条件提出几种可行方案,然后进行技术经济分析比较,选择效率高、综合费用低的机械进行施工,一般选用土方施工单价最小的机械。在大型建设项目中,土方工程量很大,而当时现有的施工机械的类型及数量常常有一定的限制,此时必须将现有机械进行统筹分配,以使施工费用最小。一般可以用线性规划的方法来确定土方施工机械的最优分配方案。2:前面叙述了主要的挖土机械的性能和适用范围,现综合介绍选择土方施工机械的要点如下:1)当地形起伏不大、坡度在20°以内、挖填平整土方的面积较大、土的含水量适当、平均运距短(一般在1km以内)时,采用铲运机较为合适;如果土质坚硬或冬季冻土层厚度超过100~150mm时,必须由其他机械辅助翻松再铲运。当一般土的含水量大于25%或粘土含水量超过30%时,铲运机要陷车,必须将水疏干后再施工。 2)地形起伏大的山区丘陵地带,一般挖土高度在3m以上,运输距离超过1000m,工程量较大且集中,一般可采用正(反)铲挖掘机配合自卸汽车进行施工,并在弃土区配备推土机平整场地。当挖土层厚度在5~6m以上时,可在挖土段的较低处设置倒土漏斗,用推土机将土推入漏斗中,并用自卸汽车在漏斗下装土并运走。漏斗上口尺寸为3.5m左右,由钢框架支承,底部预先挖平以便装车,漏斗左右及后侧土壁应加以支护。也可以用挖掘机或推土机开挖土方并将土方集中堆放,再用装载机把土装到自卸汽车上运走。3:开挖基坑时,如土的含水量较小,可结合运距、挖掘深度,分别选用推土机、铲运机或正铲(或反铲)挖掘机配以自卸汽车进行施工。当基坑深度在1~2m、基坑不太长时,可采用推土机;长度较大、深度在2m以内的线状基坑,可用铲运机;当基坑较大、工程量集中时,可选用正铲挖掘机。如地下水位较高,又不采用降水措施,或土质松软,可能造成机械陷车时,则采用反铲、拉铲或抓铲挖掘机配以自卸汽车施工较为合适。移挖作填以及基坑和管沟的回填,运距在60~100m以内时可用推土机。 五:土方机械与运土车辆的配合1:当挖掘机挖出的土方需用运土车辆运走时,挖掘机的生产率不仅取决于本身的技术性能,而且还决定于所选的运输机具是否与之协调。由于施工现场工作面限制、机械台班费用等原因,一般应以挖土机械为主导机械,运输车辆应根据挖土机械性能配套选用。2:为了使主导机械挖掘机充分发挥生产能力,应使运土车辆的载重量与挖掘机的斗容量保持一定的倍数关系,需有足够数量的车辆以保证挖掘机连续工作。从挖掘机方面考虑,汽车的载重量越大越好,可以减少等车待装时间,运土量大;从汽车方面考虑,载重量小,台班费便宜,然而数量增加;载重量大,台班费贵,但车辆数量小。一般情况下载重量宜为每斗土重的3~5倍。 第五节人工降低地下水位土方开挖的过程中,当基坑的底面标高低于地下水位时,由于土的含水层被切断,地下水会不断渗入坑内。雨季施工时,地面水也会流入坑内。所以必须采取措施做好降水和排水工作,降低坑内的水位。降低地下水位的方法有:集水坑降水法,井点降水法。一:集水坑降水法1:集水坑降水法是在基坑开挖过程中,在坑底设置集水坑,并在坑底的周围或中央开挖排水沟,使水流入集水坑,然后利用水泵抽水。2:集水坑的设置3:水泵的选用4:流砂及其防治 二:井点降水1:将点降水是在基坑开挖前。与先在基坑周围埋设一定的滤水管,利用抽水设备从中抽水,使地下水位降到坑底以下,在基坑开挖过程中仍不断抽水,施瓦的土始终保持干燥状态,从根本上防洪治流砂发生。2:方法轻型井点喷射井点管井井点深井井点电渗井点 第二章桩基础工程1:桩基础是用承台或梁将沉入土中的桩联系起来,以承受上部结构的一种常用的基础形式。当天然地基土质不良,不能满足建筑物对地基变形和强度方面的要求时,常常采用桩基础将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较大的土(岩)层上,以保证建筑物的稳定和减少其沉降量。同时,当软弱土层较厚时,采用桩基础施工,可省去大量的土方开挖、支撑、排(降)水设施,一般均能获得良好的经济效果。因此,桩基础在建筑工程中应用广泛。2:按桩的传力和作用性质,桩可分为端承桩和摩擦桩两种。1):端承桩是穿过上部软弱土层而达到下部持力层(岩石、砾石层、砂层或坚硬土层)上的桩,上部结构荷载主要是由桩尖阻力来平衡。2):摩擦桩是把建筑物的荷载传布在桩四周土中及桩尖下土中的桩,其大部分荷载靠桩四周表面与土的摩擦力来支承。 (a)端承桩(b)摩擦桩桩的分类1-桩;2-承台;3-上部结构;4-软弱土层;5-下卧硬土层3:按桩身的材料来分有木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩和钢桩等。 4:按桩的截面形状分为:实心桩和空腹桩。5:按桩的施工方式可分为预制桩和灌注桩两大类。1):预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩,然后用沉桩设备将桩沉入(打、压、振)土中。钢筋混凝土预制桩(含预应力钢筋混凝土桩)施工速度快,适用于穿透中间层较软弱或夹有不厚的砂层、持力层埋置深度及变化不大、地下水位高、对噪声及挤土影响无严格限制的地区;2):灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔,然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。灌注桩适用于严格限制噪声、振动、挤土影响、持力层起伏较大的地区。 第一节预制桩施工一:刚劲混凝土预制桩1:钢筋混凝土预制桩(简称预制桩)是运用比较多的一种桩型,具有制作方便、质量可靠、材料强度高、耐腐蚀性强、承载力高、价格低等特点,但桩在施工时,对土的挤密压紧作用较严重,穿过厚沙层或硬土层较困难,桩截面有限且截桩困难。2:预制桩常用的截面形式有混凝土方形实心截面、圆柱体空心截面以及预应力混凝土管形截面。预制混凝土实心桩大多做成方形截面,边长通常为250~500mm。单根桩的最大长度根据打桩架的高度而定,一般在27m以内。如需打30m以上的桩,或者受运输条件所限,则将桩分为几段,在打桩过程中逐段接长。较短的桩多在预制厂生产,较长的桩一般在现场附近或打桩现场就地预制。 钢筋混凝土方桩1-主筋;2-钢箍;3-钢筋网3:桩的预制预制桩在制作时,桩内应设纵向钢筋或预应力筋(或丝)和横向钢筋(或箍),以便承受桩在运输、起吊和下沉时产生的弯曲应力和冲击力。 预制时应保证钢筋位置正确,纵向主筋长度不够时,应采用对焊。同一钢筋的两个接头距离应大于30倍主筋直径,但不小于500mm,主筋接头在同一截面内的数量不应超过50%。桩身混凝土强度不应小于C30,混凝土的粗骨料应用粒径为5~40mm碎石或碎卵石,桩混凝土应用搅拌机拌制、机械振捣,由桩顶向桩尖连续浇筑,一次完成。养护时间不得少于7d。现场预制桩多采用叠浇法间隔制作,预制场地应平整、坚实,不得产生不均匀沉降。桩与桩之间应涂刷隔离剂,以保证桩起吊时不互相粘结。桩的叠浇层数,应根据地面允许荷载和施工条件确定,但不宜超过四层。上层桩或邻桩的浇筑,须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度等级的30%后方可进行。预制桩的质量,除要满足规范的允许偏差外,还应符合以下条件:桩的表面应平整、密实,掉角的深度不应超过10mm,局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩全部表面积的0.5%,且不得过分集中;混凝土的收缩裂缝,其深度不得大于20mm,宽度不得大于0.25mm,横向裂缝长度不得超过边长的一半;桩顶和桩尖处不允许有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。4:桩的起吊预制桩达到设计强度等级的70%后方可起吊,达到设计强度的100%后才可以运输和沉桩。 如要提前起吊和沉桩,必须采取必要的措施并经验算合格后方可进行。起吊时应用吊索按设计规定的吊点位置进行吊运。如无吊环且设计又未作规定时,吊点的位置应满足起吊弯矩最小的原则,如图所示。钢丝绳与桩之间应加衬垫,以免损坏棱角。起吊时应平稳提升,避免摇晃、撞击和振动。(a)一个吊点;(b)二个吊点;(c)三个吊点;(d)四个吊点吊点的合理位置 5:桩的运输打桩前,需将桩从预制厂(场)运至施工现场堆放或直接运至桩架前。一般情况下,应根据打桩顺序和速度随打随运,可以避免二次搬运。运到施工现场的桩或在施工现场预制的桩,应有质量合格证,并按规定进行检查编号。如要长距离运输,可采用平板拖车、轻轨平台运输车等。长桩搬运时,桩下要设置活动支座。经过搬运的桩,还应进行质量复查。用平台车运桩1-铁轨;2-平台车;3-桩 6:桩的堆放桩堆放时,场地必须平整、坚实,桩按规格、桩号分类分层叠置,堆放层数不宜超过四层,支承点应设在吊点处,各垫木应在同一垂直线上,最下层垫木适当加宽。7:锤击法沉桩1):锤击法沉桩也称打桩,是利用桩锤下落到桩顶产生的冲击能而使桩沉入土中。在沉桩施工前,必须做好地基勘测与环境调查工作、编制预制桩沉桩的施工组织设计、清除施工现场障碍物、施工现场的场地平整以及施工现场的定位放线等准备工作。2):打桩设备主要有桩锤、桩架以及动力装置三部分。(1)桩锤。桩锤是对桩施加冲击力,把桩沉入土中的主要机具。桩锤有落锤、汽锤(单动和双动)、柴油锤、液压锤和振动锤等。a:落锤:为一铸铁块,质量一般为1~2t,用卷扬机提起桩锤,用脱钩装置或松开卷扬机刹车使其自由下落到桩顶上,利用锤重下降冲击桩顶,使桩沉入土中,如图所示。落锤构造简单,使用方便,冲击力大,能随意调整落距。但打桩速度慢,每分钟6~12次,效率低。落锤主要适用于打设木桩以及细长的混凝土桩,在一般土层及含砾石的土层均可使用。 落锤单动汽锤双动汽锤柴油锤1-进汽孔;2-排汽孔;3-活塞;4-汽孔5-燃油泵;6-桩帽;7-桩 b:汽锤:利用蒸汽或压缩空气的动力进行锤击。根据其工作情况又分为单动汽锤和双动汽锤。单动汽锤的冲击体在上升时消耗动力,下降时靠自重,这种锤冲击力大,结构简单,落距小,对设备和桩头的损伤较小,适用于打设各种类型的桩,常用锤质量为1.5~10t,每分钟锤击次数为25~30次。双动汽锤的冲击体升降均由动力推动,其冲击频率高,每分钟为100~200次,冲击力大,但设备笨重,移动较为困难,适用于打设各种桩,特别适用于打斜桩和拔桩,也可用于水下打桩,其锤质量为0.6~6t。C:柴油锤:利用汽缸内的燃油爆炸时的能量推动冲击部分(活塞等)向上运动,丧失速度后具有势能的冲击部分回落击桩。柴油锤需有桩架、动力等设备,但不需外界能源,机架轻、移动方便、打桩速度快,适用于打设钢板桩以及在软弱地基上打设混凝土桩,但不适用于在松软土或硬土中打桩。 桩锤种类适用范围优缺点附注落锤宜打各种桩;土、含砾石的土和一般土层均可使用。构造简单、使用方便、冲击力大,能随意调整落距,但锤打速度慢,效率较低。落锤是指桩锤用人力或机械拉升,然后自由落下,利用自重夯击桩顶。单动汽锤适于打各种桩。构造简单、落距短,对设备和桩头不易损坏,打桩速度及冲击力较落锤大,效率较高。利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举,然后由锤的自重向下冲击沉桩。双动汽锤宜打各种桩,便于打斜桩;用压缩空气时可在水下打桩;用于拔桩。冲击次数多、冲击力大、工作效率高,可不用桩架打桩,但需锅炉或空压机,设备笨重,移动较困难。利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲,增加夯击能量。柴油锤宜用于打木桩、钢板桩;适于在过硬或过软的土中打桩。附有桩架、动力等设备,机架轻、移动便利、打桩快、燃料消耗少,有重量轻和不需要外部能源等优点。利用燃油爆炸,推动活塞,引起锤头跳动。振动桩锤宜于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土和土桩;用于砂土,塑性粘土及松软砂粘土;卵石夹砂及紧密粘土中效果较差。沉桩速度快,适应性大,施工操作简易安全,能打各种桩并帮助卷扬机拔桩。利用偏心轮引起激振,通过刚性连接的桩帽传到桩上。桩锤适用范围 实践证明:当桩锤重大于桩重的1.5~2倍,能取得较好的效果。桩锤的类型选择应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件来选择。桩锤类型选定后,还要确定桩锤的质量。1)计算法选择锤质量。按桩锤的冲击能初选锤质量:E≥0.025P式中E——桩锤的一次冲击动能(kN·m);P——单桩设计荷载(kN)。在按上式选择桩锤时,还应按所要打设桩的质量,用以下经验公式复核后决定:式中M——锤质量(t);C——桩质量(t),包括送桩、桩帽和桩垫质量;K——适用系数,落锤K≤2.0;单动汽锤K≤3.5;双动汽锤和柴油锤K≤5.0。2)按施工经验选择锤质量。采用锤击沉桩时,为了防止桩受到过大的冲击能而产生过大的应力,导致桩顶破碎,应采用重锤低击的原则选择锤质量,通常可以按表2-1进行选用。锤质量与桩质量比值表(锤重/桩重)桩类别锤类别木桩钢筋混凝土桩钢管桩落锤2.00~4.000.35~1.501.00~2.00单动汽锤2.00~3.000.45~1.400.70~2.00双动汽锤1.50~2.500.60~1.801.50~2.50柴油锤2.50~3.501.00~1.502.00~2.50注:①锤质量系指锤体总质量;②桩质量系指除桩质量外还应包括桩帽质量;③桩长度一般不超过20m;④土质较软时建议采用下限值,土质较坚硬时建议采用上限值。 (2)桩架。桩架的主要作用是在沉桩过程中保持桩的正确位置和在打桩过程中引导锤、桩的方向并保证桩锤按所要求的方向冲击桩体。常用的桩架有滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架,见图。桩架示意1-柴油桩锤;2-立桩;3-回转平台;4-撑杆;5-司机室;6-平衡重;7-底盘 桩架在选择时应考虑下列因素:桩的材料、材质和截面形状、尺寸;是单节桩或多节桩,桩的连接形式与数量;施工场地条件、作业环境和空间;选定的锤型、锤质量和尺寸;施工进度要求等。桩架的高度H应满足:H≥h1+h2+h3+h4式中h1——桩长;h2——滑车组高度;h3——桩锤高度;h4——起锤所需的工作富余高度(1~2m)。(3):打桩施工。1)打桩顺序。由于打桩对土体的挤密作用,使先打的桩因受水平推挤而造成偏移和变位,或被垂直挤拔造成浮桩,而后打入的桩因土体挤密,难以达到设计标高或入土深度,或造成土体隆起和挤压,截桩过大。因此,进行群桩打入施工时,为了保证打桩工程质量,防止周围建筑物受土体挤压的影响,打桩前应根据桩的密集程度、桩的规格、长短和桩架的移动方便等因素来正确选择打桩顺序。 当桩较稀疏时(桩中心距大于4倍桩边长或桩径),可采用上述两种打桩顺序,也可采用由一侧向另一侧单一方向施打的方式(即逐排打设),或由两侧同时向中间施打,如图(a)、(b)所示。在采用逐排打设时,桩架单方向移动,打桩效率高。但打桩前进方向一侧不宜有防侧移、防振动的建筑物、构筑物、地下管线等,以防止受土体挤压破坏。(a)逐排打设(b)从两侧向中间打设(c)自中部向四周打设(d)由中间向两侧打设 当桩较密集时(桩中心距小于或等于4倍桩边长或桩径),应由中间向两侧对称施打或由中间向四周施打,如图(c)、(d)所示。这样,打桩时土体由中间向两侧或四周均匀挤压,易于保证施工质量。当桩数较多时,也可采用分区段施打。当桩规格、埋深、长度不同时,宜按先大后小、先深后浅、先长后短的方式进行施打。在实际施工过程中,不仅要考虑打桩顺序,还要考虑桩架的移动是否方便。如果自然地面标高接近桩顶的设计标高,而持力层的标高不尽相同,预制桩不可能根据持力层标高的不同而设计各种尺寸和长度的桩,这样,打桩完毕后,其桩顶会高于地面,当桩顶高于桩架底面高度时,桩架不能向前移动到下一个桩位继续打桩,只能后退打桩,这就是所谓的“退打”,此时,桩不能预先布置在场内,只能采用随打随运。在打桩后,桩顶标高低于桩架底面高度,桩架可以向前移动来打桩,称为“顶打”,此时,只要场地允许,预制桩可以预先布置在场地内以便施工,同时可避免桩的二次搬运。2)吊桩就位。按既定的打桩顺序,先将桩架移动至设计所定的桩位处并用缆风绳等稳定,然后将桩运至桩架下,用桩架上的滑轮组,由卷扬机将桩提升为直立状态。对准桩位中心,缓缓放下插入土中。桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩就位后,在桩顶安上桩帽,然后放下桩锤轻轻压住桩帽。桩锤、桩帽和桩身 中心线应在同一垂直线上。在桩的自重和锤重的压力下,桩便会沉入一定深度,等桩下沉达到稳定状态后,再一次检查其平面位置和垂直度,校正符合要求后,即可进行打桩。为了防止击碎桩顶,应在混凝土桩的桩顶和桩帽之间、桩锤与桩帽之间放上硬木、麻袋等弹性衬垫作缓冲层。3)打桩。(1):打桩开始时,应先采用小落距(0.5~0.8m)轻击桩顶,使桩正常沉入土中1~2m后,检查桩身垂直度以及桩尖偏移,当符合要求后,再逐渐增大至规定落距,直至将桩沉到设计要求的深度。(2):打桩的方法有重锤低击和轻锤高击两种。轻锤高击所获得的动量小,冲击力大,其回弹也大,桩头易损坏,在实际工程中一般不用;重锤低击获得的动量大,桩锤对桩顶的冲击小,其回弹也小,桩头不易损坏,大部分能量都用以克服桩周边土壤的摩阻力而使桩下沉。正因为桩锤落距小,频率高,对于较密实的土层,如砂土或粘土也能容易穿过,一般在工程中采用重锤低击,其落距为:落锤小于1.0m,单动汽锤小于0.6m,柴油锤小于1.5m。4)接桩。(1)方法:当设计的桩较长,但由于打桩机高度有限或预制、运输等因素,只能采用分段预制、分段打入的方法,需在打桩现场的打入过程中将桩接长。接长预制钢筋混凝土桩的方法有焊接法、法兰盘连接法和浆锚法三种。 a:焊接法接头有角钢绑焊接头〔图(a)〕和钢板对焊接头〔图(b)〕,其连接强度容易保证,接头承载力大,能适用于各种土层,但焊接时间长,沉桩效率低。接桩时,必须在上下节桩对准并垂直无误后,用点焊将拼接角钢连接固定,再次检查位置正确后,才进行焊接。预埋铁件表面应保持清洁,上下节桩之间的间隙应用铁片填实焊牢;采用对角对称施焊以减少节点不均匀焊接变形,焊缝要连续饱满。(a)角钢绑焊接头(b)钢板对焊接头(c)法兰盘接头(d)浆锚法接头钢筋混凝土预制桩接头 b:法兰盘接头主要是在两节桩分别预埋法兰盘,用螺栓连接〔图(c)〕。上下节桩之间宜用石棉或纸板衬垫,螺栓拧紧后应锤击数次,再拧紧一次,使上下两节桩端部紧密结合,并将螺帽焊牢,这种方法操作时间短,接桩沉桩效率高,但耗钢量大。c:浆锚法〔图(d)〕常用硫磺胶泥锚固接头。上节桩下端伸出4根锚筋,长度为锚筋直径的15倍,布置在桩的四角,锚筋直径在锤击沉桩时为22~25mm,静力压桩时为16~18mm;下节桩顶部预留锚筋孔,锚筋孔呈螺纹状,孔径为锚筋直径的2.5倍,一般内径为50mm,孔深应比锚筋长50mm,锚筋和锚筋孔的间隙填满硫磺胶泥。接桩时,首先对下节桩的锚筋孔进行清洗,除去孔内杂物、油污和积水;吊运上节桩对准下节桩,使4根锚筋插入锚筋孔,下落上节桩身,使其结合紧密;然后将桩上提约20mm,安设施工夹箍(由4块木板,内侧用人造革包裹40mm厚的树脂海绵块而成),将熔化的硫磺胶泥(温度控制在145℃左右)注满锚筋孔和接头平面上(灌注时间不得超过2min),然后将上节桩下落。当硫磺胶泥冷却并拆除施工夹箍后,即可继续沉桩施工。浆锚法接桩可节约钢材,操作简便,接桩时间比焊接法大为缩短,但不宜用于坚硬土层中。硫磺胶泥冷却时间的要求见表。 硫磺胶泥冷却时间的要求项次桩断面不同气候下的停歇时间(min)0~10℃11~20℃21~30℃31~40℃41~50℃打桩压桩打桩压桩打桩压桩打桩压桩打桩压桩1400mm×400mm648510713917122450mm×450mm106127149171121143500mm×500mm13-15-18-21-24- (4)质量要求沉桩的质量主要是看能否满足贯入度或设计标高的要求以及打入后桩的偏差是否在规定的范围内。质量控制的原则是:1)桩尖位于坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的沙土或风化岩等持力层时,以贯入度控制为主,以桩尖进入持力层的深度或桩尖标高作为参考;2)贯入度已达到要求而桩尖标高未达到要求时,应继续锤击三阵,其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值;3)桩尖位于其他软土层时,以桩尖设计标高为主,贯入度作为参考;4)打桩时,如控制指标已符合要求,而其他指标与要求相差较大时,应会同有关单位研究处理;5)贯入度应通过试桩确定,或做打桩试验与有关单位确定。 二:静力压桩1:静力压桩是利用静压力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。静力压桩机工作原理是在预制桩的压入过程中,以桩机重力(自重和配重)作为作用力,克服压桩过程中桩身周围的摩擦力和桩尖阻力,将桩压入土中。静力压桩适用于软土地区的桩基施工。2:特点:静力压桩法与锤击沉桩法相比,具有如下的特点:(1)锤击沉桩需要在桩顶产生很大的锤击应力,才能使桩身克服各种摩阻力而沉入土中,因而在预制桩时,其混凝土的强度等级不应低于C30,在使用过程中,混凝土强度等级不需要C30,有部分材料不能充分发挥其作用。静力压桩,免去锤击应力,只需要满足吊桩弯矩、压桩和使用期间的受力要求,因此,其截面尺寸、混凝土强度等级及配筋量都可以减少,可节省钢材、混凝土量和降低施工成本。(2)使用静力压桩无噪音、无振动,对周围环境的干扰和影响较小,特别适用于对噪音、振动有特殊要求的区域施工,如扩建工程、市区内基础工程,精密仪器车间的扩建、改建工程。(3)锤击沉桩时,桩顶要承受锤击应力,因此桩顶、桩身容易被打碎,产生质量事故;当打桩顺序不合理时,土体会水平挤动,其表面严重隆起,严重影响桩基质量。静力压桩,桩顶不会承受锤击应力,可以避免桩顶破碎和桩身开裂,同时,压入桩所引起 的桩周围土体隆起和水平位移比沉桩小得多,因而对土体结构的破坏程度和破坏范围要比锤击沉桩小,可以确保施工质量,提高施工速度。(4)由于静力压桩的摩阻力与桩的承载力有线性关系,因此,不需要做试验试桩便可得出单桩承载力。静力压桩施工中,一般是采用分段预制、分段压入、逐段接长的方法,其操作程序见图。图中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别为准备压第一段桩、接第二段桩、接第三段桩、整根桩压平入地面、采用送桩压桩到设计标高。(a)(b)(c)(d)(e)压桩程序示意图1-第一段桩2-第二段桩2-第二段桩3-第三段桩4-送桩5-接桩结点 三:水冲沉桩1:水冲沉桩是在桩旁插入一根与之平行的射水管,利用高压水流冲刷桩尖下的土体,以减少桩表面与土体间的摩阻力和桩尖下端土的阻力,使桩在自重或锤击作用下沉入土中。水冲法适用于砂土、砾石或其他较坚硬土层,特别适于沉入较重的钢筋混凝土方桩。但在附近有建筑物或构筑物时,由于水的冲刷将会引起它们的沉陷,在未采取有效措施前不得采用此法。施工中常用水冲法与锤击或振动法联合使用。2:水冲沉桩的设备除桩架、桩锤外,还需要高压水泵和射水管。施工时,应使射水管的末端处于桩尖下0.3~0.4m处,射水管射出的压力为0.4MPa,当桩沉到接近设计标高(至少1.0m)时,应停止射水,并将射水管拔出,并用锤击或振动将桩沉至设计标高,否则,桩尖土质被压力水冲松后,会影响桩的承载力。水冲沉桩1-桩锤;2-桩帽;3-桩4-卡具;5-射水管;6-高压软管7-轨道 第三章砌筑工程砌筑工程是指普通粘土砖、硅酸盐类砖、石块和各种砌块的施工。砖石建筑历史悠久,当前在建筑工程中仍占有相当的比重。这种结构虽然取材方便,施工简单,成本低廉,但它的施工仍以手工操作为主,劳动强度大、生产率低,而且烧制粘土砖占用大量农田,因而采用新型砌体材料、改善砌体施工工艺是砖筑工程改革的重点。 第一节砌筑材料一:砌筑用砖1:分类:1):砖砌体用砖,从使用原料的不同可分为普通粘土砖、粉煤灰砖、炉渣砖等;2):从构造形式的不同又可分为实心砖、空心砖等。2:要求:砖的品种、强度等级应符合要求,规格一致,无翘曲、断裂现象。用于清水墙、柱表面的砖,应边角整齐,色泽均匀。有冻胀环境和条件的地区,地面以下或防潮层以下的砌体,不宜采用多孔砖。(1)普通粘土砖。普通粘土砖的规格为240mm×115mm×53mm。烧结普通粘土砖按力学性能分为MU7.5、MU10、MU15和MU20四个强度等级。普通粘土砖根据强度等级、耐久性和外观质量分为特等品、一等品和二等品。 (2)烧结粘土空心砖。烧结粘土空心砖的长度有190、240、290mm;宽度有140、180、190mm;高度有90、115、190mm。粘土空心砖按力学性能分为MU5、MU3和MU2三个强度等级。粘土空心砖根据密度分为800、900、1100三个密度等级。粘土空心砖根据孔洞及其排数、尺寸偏差、外观质量分为优等品、一等品和合格品。(3)粉煤灰砖。粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺和适量石膏和骨料,压制而成的实心砖。粉煤灰砖的规格为240mm×115mm×53mm。粉煤灰砖按其力学性能分为MU20、MU15、MU10和MU7.5四个强度等级。(4)小型砌块。砌块按形状分有实心砌块和空心砌块两种。按制作材料分为混凝土砌块、加气混凝土砌块、粉煤灰砌块、轻骨料砌块等。 二:砌筑砂浆1:分类:砌筑砂浆按材料组成不同分为水泥砂浆(水泥、砂、水)、混合砂浆(水泥、砂、石灰膏、水)、石灰砂浆(石灰膏、砂、水)、石灰粘土砂浆(石灰膏、粘土、砂、水)、粘土砂浆(粘土、水)、微沫砂浆(水泥、砂、石灰膏、微沫剂)等。1):水泥砂浆可用于潮湿环境中的砌体,其他砂浆宜用于干燥环境中的砌体。2):砌筑砂浆所用水泥应保持干燥,出厂日期超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时应经试验鉴定后方可使用。不同品种的水泥,不得混合使用。砂宜用中砂,并应过筛,不得含有草根等杂物。3):生石灰熟化成石灰膏时,应用孔洞不大于3mm×3mm滤网过滤,熟化时间不得少于7d。严禁使用脱水硬化的石灰膏。4):砂浆的配料应准确。水泥、微沫剂的配料精确度应控制在±2%以内;其他材料的配料的精确度应控制在±5%以内。在水泥砂浆和混合砂浆中掺用微沫剂时,其用量应通过试验确定,一般为泥用量的0.5/10000~1/10000。微沫剂宜用不低于70℃的水稀释至5%~10%的浓度。5):砂浆应用机械搅拌,且应搅拌均匀,拌合时间(自投料完算起)应符合下列规定: (1)水泥砂浆和水泥混合砂浆不得少于2min;(2)水泥粉煤灰砂浆和掺用外加剂的砂浆不得少于3min;(3)掺用有机塑化剂的砂浆,应为3~5min。6):砂浆应随拌随用,水泥砂浆和水泥混合砂浆应分别在3h和4h内使用完毕;当施工期间最高气温超过30℃时,应分别在拌成后2h和3h内使用完毕。对掺用缓凝剂的砂浆,其使用时间可根据具体情况延长。砂浆经运输、储放后如有泌水现象,就应砌筑前再次拌和。7):砂浆的强度等级是以体积为7.07cm×7.07cm×7.07cm的试块,在标准养护(温度20±3℃及正常湿度条件下的室内不通风处)条件下养护28d的试块平均抗压强度为准。砂浆强度等级分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5、M1和M0.4七个等级。各强度等级相应的抗压强度值应符合表5-1的规定。 砌筑砂浆强度等级表5-1强度等级龄期28d抗压强度(MPa)每组平均值不小于最小一组平均值不小于M151511.25M1O107.5M7.57.55.63M553.75M2.52.51.88M110.75MO.40.40.3 砂浆试块应在搅拌机出料口随机取样、制作。一组试样应在同一盘砂浆中取样,同盘砂浆只能制作一组试样。一组试样取6块。砂浆的抽样频率应符合下列规定:(1)每一工作班每台搅拌机取样不得少于一组。(2)每一楼层的每一分项工程取样不得少于一组。(3)每一幢楼或250m3砌体中同强度等级和品种的砂浆取样不得少于3组。基础砌体可按一个楼层计。同品种、同标号砂浆各组试块的强度平均值应大于或等于设计标号,任意一组试块的强度应大于或等于设计标号的75%。 第二节砖墙砌体施工在基础完成后,即可进行砖墙砌筑。砌筑砖墙前应用水泥砂浆对基础顶面进行找平,并校核基础顶面的标高和轴线。砌筑用砖使用前1~2d应浇水湿润,这样能避免过多吸收砂浆中的水分而影响粘结力,并能除去砖表面的粉尘,但浇水过多则会产生跑浆现象,使砌体走样或滑动。烧结普通砖、多孔砖含水率宜为10%~15%;灰砂砖、粉煤灰砖含水率宜为5%~8%。一般要求砖润湿到半干湿(水浸入的深度不小于15mm)较为适宜。同时不得在脚手架上浇水,如砌筑时砖块干燥操作困难,可用喷壶适当补充水分。 1:砖砌体的组砌形式。用普通粘土砖砌筑的砖墙,按其墙面组砌形式不同,有一顺一丁、三顺一丁、梅花丁等。1)一顺一丁。由一皮顺砖、一皮丁砖间隔相砌而成,上下皮之竖向灰缝都错开1/4砖长,是一种常用的组砌方式,其特点是一皮顺砖(砖的长边与墙身长度方向平行的砖),一皮丁砖(砖的长面与墙身长度方向垂直的砖)间隔相砌,每隔一皮砖,丁顺相同,竖缝错开。这种砌法整体性好,多用于一砖墙一顺一丁三顺一丁梅花丁二平一侧 2)三顺一丁。这是最常见的组砌形式,由三皮顺砖、一皮丁砖组砌而成,上下皮顺砖搭接半砖长,丁砖与顺砖搭接1/4砖长,因三皮顺砖内部纵向有通缝,故整体性较差,且墙面也不易控制平直。但这种组砌方法因顺砖较多,砌筑速度快。3)梅花丁。这种砌法又称沙包式,是每皮中顺砖与丁砖间隔相砌,上下皮砖的竖缝相互错开1/4砖长。这种砌法内外竖缝每皮都能错开,整体性较好,灰缝整齐,比较美观,但砌筑效率较低,多用于清水墙面。4)二平一侧。二平一侧又称18墙,其组砌特点为,平砌层上下皮间错缝半砖,平砌层与侧砌层之间错缝1/4砖。此种砌法比较费工,效率低,但节省砖块,可以作为层数较小的建筑物的承重墙。5)全顺法。此法仅用于砌半砖厚墙。6)全丁法。此种砌法主要用于砌筑砖烟囱、砖水塔。 全顺砌法2:砖墙的砌筑工艺砖墙的砌筑工艺一般为:抄平→放(弹)线→立皮数杆→摆砖样(排脚、铺底)→盘角(砌头角)→挂线→砌筑→勾缝→楼层轴线标高引测及检查等。1)抄平、放线。为了保证建筑物平面尺寸和各层标高的正确,砌筑前,必须准确地定出各层楼面的标高和墙柱的轴线位置,以作为砌筑时的控制依据。 放线示意轴线放出并经复查无误后,再将轴线引测到外墙面上,画上特定的符号,以作为引测到楼层轴线时的依据。还应在建筑物四角外墙面上引测±0.000标高,画上符号并注明,作为楼层标高引测时的依据。轴线和标高引测到墙面上以后,龙门桩、龙门板就可以拆除 ②楼层放线。为了保证各楼层墙身轴线的重合,并与基础定位轴线一致,可利用经纬仪或铅垂球,把底层的控制轴线引测到各层的楼板边缘或墙上。轴线的引测是楼层放线的关键,故引测后,一定要用钢尺丈量各线间距,经校核无误后,再弹出各分间的轴线和墙边线,并按设计要求定出门窗洞口的平面位置。③楼层标高的传递及控制。房屋建筑施工中,由下层向上层传递标高,可以用皮数杆传递,也可以用钢尺沿某一墙角的标高标志起向上直接丈量。每层楼的墙体砌到一定高度(一般为1.5m)后,在各内墙面分别进行抄平,并在墙面上弹出离楼地面500mm的水平线,这条标高线可作为该层地面和室内装修施工时掌握标高的依据。2)摆砖样。按选定的组砌方式,在墙基顶面用砖块试摆,以便对灰缝进行调整,使灰缝均匀,减少砍砖。摆砖样是指在基础墙顶面上,按墙身长度和组砌方式先用砖块试摆,核对所弹的门洞位置线及窗口、附墙垛的墨线是否符合所选用砖型的模数,对灰缝进行调整,以使每层砖的砖块排列和灰缝均匀,并尽可能减少砍砖,在砌清水墙时尤其重要。摆砖样的工作相当重要,应由有经验的师傅进行。3)立皮数杆。皮数杆是一种方木标志杆。立皮数杆的目的是用于控制每皮砖砌筑时的竖向尺寸,并使铺灰、砌砖的厚度均匀,保证砖缝水平。 皮数杆上除划有每皮砖和灰缝的厚度外(一般每1m画16块),还画出了门窗洞、过梁、楼板等的位置和标高,用于控制墙体各部位构件的标高。皮数杆长度应有一层楼高(不小于2m),一般立于墙的转角处,内外墙交接处,每隔10~15m立一根。采用外脚手架时,皮数杆一般立在墙内侧;采用里脚手时,皮数杆应立在墙外侧。立皮数杆时,应使皮数杆上的±0.000线与房屋的标高起点线相吻合。4)盘角(砌头角)、挂线。皮数杆立好后,即可根据皮数杆拉线砌筑,但通常是先按皮数杆砌墙角(盘角),然后将准线挂在墙角上,拉线砌中间墙身。每砌一皮砖,线绳向上移动一次。一般三七厚以下的墙身砌筑单面挂线即可,更厚的墙身砌筑则应双面挂线。墙角是确定墙身的主要依据,其砌筑的好坏,对整个建筑物的砌筑质量有很大影响。5)墙体砌筑、勾缝。砖砌体的砌筑方法有“三一砌法”、挤浆法、刮浆法和满口灰法等。一般采用一块砖、一铲灰、一挤揉的“三一砌法”。其优点是灰缝容易饱满、粘结力好、墙面整洁。 砌筑时水平灰缝的厚度一般为8~12mm,竖缝宽一般为10mm。为了保证砌筑质量,墙体在砌筑过程中应随时检查垂直度,一般要求做到三皮一吊线,五皮一靠尺。为减少灰缝变形引起砌体沉降,一般每日砌筑高度不宜超过1.8m。当施工过程中可能遇到大风时,应遵守规范所允许自由高度的限制。砌砖工程当采用铺浆法砌筑时,铺浆长度不得超过750mm;施工期间气温超过30℃时,铺浆长度不得超过500mm。6)楼层轴线引测。为了保证各层墙身轴线的重合和施工方便,在弹墙身线时,应根据龙门板上标注的轴线位置将轴线引测到房屋的墙基上。二层以上各层墙的轴线,可用经纬仪或线锤引测到楼层上去,同时还根据图上轴线尺寸用钢尺进行校核。各楼层外墙窗口位置亦应用线锤校核,检查是否在同一铅直线上。3:砖砌体的质量要求。砖砌体总的质量要求是:横平竖直,砂浆饱满,错缝搭接,接槎可靠。1)横平竖直。砖砌体的抗压性能好,而抗剪性能差。为使砌体均匀受压,不产生剪切水平推力,砌体灰缝应保证横平竖直,否则,在竖向荷载作用下,沿砂浆与砖块结合面会产生剪应力。竖向灰缝必须垂直对齐,对不齐而错位,称游丁走缝,影响墙体外观质量。 2)砂浆饱满。为保证砖块均匀受力和使砌块紧密结合,要求水平灰缝砂浆饱满,厚薄均匀,否则,砖块受力后易弯曲而断裂。水平灰缝的砂浆饱满度不得小于80%;竖向灰缝不得出现透明缝、瞎缝、和假缝。3)上下错缝。为了提高砌体的整体性、稳定性和承载力,砌块排列的原则应遵循内外搭砌、上下错缝的原则,避免出现连续的垂直通缝。错缝搭接的长度一般不应小于60mm,同时还要考虑到砌筑方便和少砍砖。4)接槎可靠。接槎是指先砌砌体和后砌砌体之间的接合方式。接槎方式合理与否,对砌体质量和建筑物的整体性有极大的影响,特别在地震区将会影响到建筑物的抗震能力。砖墙转角处和交接处应同时砌筑,严禁无可靠措施的内外墙分砌施工。对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处,应砌成斜槎,斜槎水平投影长度不应小于高度的2/3。非抗震设防及抗震设防烈度为6度、7度地区的临时间断处,当不能留斜槎时,除转角处外,可留直槎,但直槎必须做成凸槎。留直槎处应加设拉结钢筋,拉结钢筋的数量为每120mm墙厚放置1φ6拉结钢筋(120mm厚墙放置2φ6拉结钢筋),间距沿墙高不应超过500mm,埋入长度从留槎处算起每边均不应小于500mm,对抗震设防烈度6度、7度地区,不应小于1000mm;末端应有90°弯钩,如图所示。 (a)斜槎(b)直槎接槎示意图4:砖柱、砖拱、钢筋砖过梁1)砖柱。砖柱分独立柱与带壁柱(砖垛)两种独立砖柱组砌时,不得采用先砌四周后填心的包心方法 成排砖柱应拉通线砌筑。砖柱上不得留脚手眼,每日砌筑高度不宜超过1.8m。带壁柱应与墙身同时砌筑,轴线应准确,成排带壁柱应在外边缘拉通线砌筑。2)砖拱。①砖平拱。砖平拱是用普通砖整砖侧砌而成。拱的高度有240、300、365mm,拱的厚度等于墙厚。砖平拱应用不低于MU7.5的砖与不低于M5的砂浆砌筑。砌筑时,在拱脚下面应伸入墙内不小于20mm,并砌成斜面,斜面的斜度为1/4~1/6。在拱底处支设模板,模板中部应有1%的起拱。在模板上画出砖及灰缝的位置和宽度,侧砌砖的块数应为单数。砌筑时应从两边向中间砌,每块砖应对准模板上的画线,正中一块应挤紧。竖向灰缝应砌成上宽下窄的楔形缝。在拱底的灰缝宽度不应小于5mm,拱顶灰缝宽度不小于15mm。砖平拱又称平拱式过梁,一般用于门窗宽度不大于1.2m时。 (a)外观(b)支模方法砖平拱的砌法②砖弧拱。砖弧拱的构造与砖平拱基本相同,只是外形呈弧形。砖过梁底部的模板,应在灰缝砂浆强度不低于设计强度的50%时方可拆除 3)钢筋砖过梁。钢筋砖过梁是用普通粘土砖和砂浆砌成,底部配有钢筋的砌体,一般用于门窗宽度不大于1.5m的情况下。在过梁的作用范围内(不少于6皮砖的高度或过梁宽度的1/4高度范围内),砖的强度等级不低于MU7.5,砂浆的强度等级不低于M5。钢筋的设置应符合设计及规范要求,其直径不小于6mm,每半砖放一根。钢筋水平间距不大于120mm,钢筋两端应弯成直角钩,伸入墙内的长度不小于240mm。(a)外形b)支模方法砌筑时,在过梁底部支设模板,模板中部应有1%的起拱。在模板上铺设1:3水泥砂浆,厚度不小于30mm,然后,将钢筋埋入砂浆中,钢筋弯钩要向上,两头伸入墙内的长度应一致,钢筋弯钩应 砌筑时,在过梁底部支设模板,模板中部应有1%的起拱。在模板上铺设1:3水泥砂浆,厚度不小于30mm,然后,将钢筋埋入砂浆中,钢筋弯钩要向上,两头伸入墙内的长度应一致,钢筋弯钩应置于竖缝内。钢筋上的第一皮砖应丁砌,然后逐层向上砌砖,在过梁范围内用一顺一丁砌法,与两侧砖墙同时砌筑。砂浆强度达到50%以上时,方可拆模。4):砖挑檐和窗台板的砌法。(1)砖挑檐有一皮一挑、二皮一挑和二皮与一皮间隔挑等,挑层的下面一皮砖应为丁砖。挑出宽度每次不大于60mm,总的挑出宽度应小于墙厚。砌筑时应靠挑檐外边每一挑层底角处拉线,依线砌筑,以使挑头齐平。水平灰缝宜使挑檐外侧稍厚,内侧稍薄。挑层中竖向灰缝必须饱满。(a)一皮一挑(b)二皮一挑(c)间隔挑砖挑檐形式 (2)砖砌窗台分不抹面的清水窗台和有抹面的混水窗台两种。砌筑时先在距墙面60mm处拉通线,然后量出窗台宽度(两边应伸入窗边墙半砖)。计算所需砖块和估计灰缝的大小。考虑到排水的要求,在砌筑时应使窗台砖表面有一斜度,一般里面比外面高出20mm。窗台砌法 第三节毛石砌体施工一:砌筑用石1:砌筑用石材应质地坚实,无风化剥落和裂纹。用于清水墙、柱表面的石材,应色泽均匀。1):毛石。(1):毛石分为乱毛石和平毛石两种。乱毛石是指形状不规则的石块;平毛石是指形状不规则,但有两个平面大致平行的石块。毛石的强度等级是以70mm边长立方体试块的抗压强度表示(取3个试块的平均值)。毛石的强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。2)料石料石按其加工面的平整度分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。细料石是指通过细加工,外形规则,叠砌面凹入深度不应大于10mm,截面的宽度、高度不应小于200mm,且不小于长度的1/4。 半细料石是指通过细加工,外形规则,叠砌面凹入深度不大于15mm,截面的宽度、高度不小于200mm,且不小于长度的1/4。粗料石是指通过细加工,外形规则,叠砌面凹入深度不大于20mm,截面的宽度、高度不宜小于200mm,且长度不宜大于厚度的4倍。毛料石是指外形尺寸大致方正,一般不加工或仅稍加修整,截面的宽度、高度不小于200mm,叠砌面凹入深度不大于25mm。(2)石砌体一般用于两层以下的居住房屋及挡土墙等,一般采用水泥砂浆或混合砂浆砌筑,砂浆稠度30~50mm,二层以上石墙的砂浆标号不小于MU2.5。二:砌筑工程施工1:毛石基础施工。砌筑毛石基础所用的毛石应质地坚硬、无裂纹,尺寸在200~400mm,质量约为20~30kg左右,强度等级一般为MU20以上,采用M2.5或M5水泥砂浆砌筑,灰缝厚度一般为20~30mm,稠度为5~7cm,但不宜采用混合砂浆 1):砌筑毛石基础的第一皮石块应坐浆,选大石块并将大面向下,然后分皮卧砌,上下错缝,内外搭砌;2):每皮高度为300mm,搭接不小于80mm;3):毛石基础扩大部分,如做成阶梯形,上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯的1/2,每阶内至少砌两皮,扩大部分每边比墙宽出100mm,二层以上应采用铺浆砌法;4):毛石每日可砌高为1.2m,为增加整体性和稳定性,应大、中、小毛石搭配使用,并按规定设置拉结石,拉结石长度应超过墙厚的2/3,毛石砌到室内地坪以下5cm,应设置防潮层,一般用1:2.5的水泥砂浆加适量防水剂铺设,厚度为2cm。2:毛石墙。1):毛石墙是用乱毛石或平毛石与水泥砂浆或混合砂浆砌筑而成。毛石墙的转角可用平毛石或料石砌筑。毛石墙的厚度不应小于350mm。2):施工时根据轴线放出墙身里外两边线,挂线每皮(层)卧砌,每层高度200~300mm。砌筑时应采用铺浆法,先铺灰后摆石。毛石墙的第一皮、每一楼层最上一皮、转角处、交接处及门窗洞口处用较大的平毛石砌筑,转角处最好应用加工过的方整石。毛石墙砌筑时应先砌筑转角处和交接处,再砌中间墙身,石砌体的转角处和交接处应同时砌筑。对不能同时砌筑而又必须留置的 临时间断处,应砌成斜搓。砌筑时石料大小搭配,大面朝下,外面平齐,上下错缝,内外交错搭砌,逐块卧砌坐浆。灰缝厚度不宜大于20mm,保证砂浆饱满,不得有干接现象。石块间较大的空隙应先堵塞砂浆,后用碎石块嵌实。为增加砌体的整体性,石墙面每0.7m2内,应设置一块拉结石,同皮的水平中距不得大于2.0m,拉结长度为墙厚。3):石墙砌体每日砌筑高度不应超过1.2m,但室外温度在20℃以上时停歇4h后可继续砌筑。4):石墙砌至楼板底时要用水泥砂浆找平。5):门窗洞口可用粘土砖作砖砌平拱或放置钢筋混凝土过梁。(a)砖石墙转角砌筑示意(b)砖石墙交接砌筑示意 6):石墙与实心砖的组合墙中,石与砖应同时砌筑,并每隔4~6皮砖用2~3皮砖与石砌体拉结砌合,石墙与砖墙相接的转角处和交接处应同时砌筑。7):砌筑料石砌体时,料石应放置平稳。砂浆铺设厚度略高于规定灰缝厚度,其高出厚度:细料石、半细料石宜为3~5mm,粗料石、毛料石宜为6~8mm。3:毛石挡土墙。1):毛石挡土墙是用平毛石或乱毛石与水泥砂浆砌成。毛石挡土墙的砌筑要点与毛石基础基本相同。2):石砌挡土墙除按石墙规定砌筑外还需满足下列要求:(1)毛石挡土墙的砌筑,要求毛石的中部厚度不宜小于20cm;每砌3~4皮毛石为一个分层高度,每个分层高度应找平一次;(2)外露面的灰缝宽度不得大于40mm,上下皮毛石的竖向灰缝应相互错开80mm以上;(3)应按照设计要求收坡或退台,并设置泄水孔。泄水孔当设计无规定时,施工中应符合下列规定:①泄水孔应均匀布置,在每米高度上间隔2m左右设置一个泄水孔;②泄水孔与土体间铺设长宽各为300mm、厚200mm的卵石或碎石作疏水层。在砌筑挡土墙时,还应按规定留设伸缩缝。料石挡土墙宜采用同皮内丁顺相间的砌筑形式。当中间部分用毛石填砌时,丁砌料石伸入毛石部分的长度不应小于200mm。如图所示。 毛石挡土墙立面图 第四节砌块砌体施工一:砌块代替粘土砖做墙体材料是墙体改革的一个重要途径。砌筑砌块前,应绘制砌块排列图。排列和砌筑砌块时应注意:1:尽量使用主规格砌块。2:内外墙应同时砌筑,纵横墙交错搭砌。3:中型砌块应错缝搭砌,搭砌长度不得小于砌块高的1/3,且不应小于150mm。小型砌块应对孔错缝搭砌。 第五节补充材料一:砖砌体冬期施工1:《砌体工程施工质量验收规范规范》GB50203-2002规定:当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时,砌体工程应采取冬期施工措施。冬期施工期限以外,当日最低气温低于0℃时,也应采取冬期施工措施。气温应根据当地气象资料确定。2:冬期施工时,砖在砌筑前应清除表面污物、冰雪等。普通砖、多孔砖和空心砖在气温>0℃条件下砌筑时,应浇水湿润。在气温≤0℃条件下砌筑时,可不浇水,但必须增大砂浆稠度。抗震设防烈度为9度的建筑物,普通砖、多孔砖和空心砖无法浇水湿润时,如无特殊措施,不得砌筑。砌筑时,不得使用无水泥配制的砂浆,所用水泥宜采用普通硅酸盐水泥;石灰膏、粘土膏等不应受冻;砂不得有大于1cm的冻结块;为防止砂浆受冻,拌合前,水和砂可预先加热,但水温不得超过80℃,砂的温度不得超过40℃,每日砌筑后,应在砌体表面覆盖保温材料。3:砖石工程冬期施工常用方法有掺盐砂浆法和冻结法 1):掺盐砂浆法(1):掺盐砂浆法是在砂浆中掺入一定数量的氯化钠(单盐)或氯化钠加氯化钙(双盐),以降低冰点,使砂浆中的水分在低于0℃一定范围内不冻结。(2):这种方法施工简便、经济、可靠,是砖石工程冬期施工广泛采用的方法。掺盐砂浆的掺盐量应符合表规定。(3):当设计无要求,且最低气温≤-15℃时,砌筑承重砌体砂浆强度等级应按常温施工提高1级。2):冻结法(1):冻结法是采用不掺外加剂的水泥砂浆或水泥混合砂浆砌筑砌体,允许砂浆遭受冻结。砂浆解冻时,当气温回升至0℃以上后,砂浆继续硬化,但此时的砂浆经过冻结、融化、再硬化以后,其强度及与砖石的粘结力都有不同程度的下降,且砌体在解冻时变形大,对于空斗墙、毛石墙、承受侧压力的砌体、在解冻期间可能受到振动或动力荷载的砌体、在解冻期间不允许发生沉降的砌体(如筒拱支座),不得采用冻结法。(2):冻结法施工,当设计无要求且日最低气温>-25℃时,砌筑承重砌体砂浆强度等级应较常温施工提高1级;当日最低气温≤-25℃时,应提高2级。砂浆强度等级不得小于M2.5,重要结构砂浆强度等级不得小于M5。(3):为保证砌体在解冻时正常沉降,尚应符合下列规定:每日砌筑 高度及临时间断的高度差,均不很大于1.2m;门窗框的上部应留出不小于5mm的缝隙;砌体水平灰缝厚度不宜大于10mm。留置在砌体中的洞口和沟槽等,宜在解冻前填砌完毕;解冻前应清除结构的临时荷载。(4):在冻结法施工的解冻期间,应经常对砌体进行观测和检查,如发现裂缝、不均匀下沉等情况,应立即采取加固措施。二:砌筑工程质量通病及安全技术1:砌筑工程常见的质量通病砌筑工程施工中常见的质量通病及主要原因如下:(1)砂浆标号达不到设计要求。其主要原因是:配合比有误或计量不准;砂浆搅拌不均匀;塑化材料掺量过多等。(2)砂浆和易性不好、保水性差。其主要原因有:水泥用量过少,砂子间摩擦力较大;砂子过细;砂浆中塑化材料(石灰膏)质量差,不能起到很好地改善砂浆和易性的作用;拌好的砂浆存放时间过久。(3)灰缝砂浆不饱满。造成砖缝砂浆不饱满的主要原因:砂浆和易性差;干砖上墙,砖过多吸收砂浆中的水分;用推尺铺灰法砌筑,由于铺灰过长,砌筑跟不上,砂浆中的水分被砖吸收。(4)墙体留置阴槎,接槎不严,拉结筋遗漏。 (5)清水墙面游丁走缝。出现的现象是清水墙面出现丁砖竖缝歪斜、宽窄不匀,丁不压中。造成清水墙面游丁走缝的主要原因是:砖的尺寸误差过大;灰缝厚度不一致。(6)砌体内部的砌块与砂浆之间的粘结力不够,其主要原因有:砂浆标号不够,干砖上墙及砌块表面有粉尘。(7)砖的标号达不到设计要求。(8)墙体垂直度达不到规范要求。(9)毛石基础、毛石挡墙、砖柱采用“包心砌法”。(10)墙上任意留置脚手眼。(11)毛石挡墙泄水孔遗漏或堵塞。2:砌筑工程安全施工技术为了确保砌筑工程的施工安全,在施工中应注意以下问题:(1)在操作之前必须检查操作环境是否符合安全要求,道路是否通畅,机具是否完好牢固,安全设施和防护用品是否齐全。(2)砌基础时,应注意坑壁有无崩裂现象。堆放砖石材料应离坑边1m以上。(3)严禁站在墙顶上画线、刮缝、清扫墙面及检查等。(4)砍砖时应面向内打,以免碎砖落下伤人 (5)在楼层(特别是预制板)上施工时,堆放机具、砖块等物品不得超过使用荷载。如超过使用荷载时,必须经过验算并采取有效加固措施后,方可进行堆放和施工。(6)脚手架必须有足够的强度、刚度和稳定性。(7)脚手架的操作面必须满铺脚手板,不得有探头板。(8)脚手架堆料量不得超过规定荷载,堆砖高度不得超过3皮侧砖,同一块操作板上的操作人员不得超过2人。(9)用于垂直运输的吊笼、绳索等,必须满足负荷要求,牢固无损。吊运时不得超载,并经常检查,发现问题及时处理。(10)井架、龙门架不得载人。(11)进入现场必须戴好安全帽。(12)必须有完善的安全防护措施,按规定设置安全网、安全护栏。 第六节砌筑用脚手架脚手架是土木工程施工必备的重要设施,它是为保证高处作业安全、顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道。过去我国的脚手架主要利用竹、木材料。以后发展出现了钢管扣件式脚手架、各种钢制工具式脚手架。20世纪80年代以后,随着土木工程的发展,又开发出一系列新型脚手架,如升降式脚手架等。 一:分类1:按其搭设位置分为外脚手架和里脚手架两大类;2:按其所用材料分为木脚手架、竹脚手架与金属脚手架;3:按其构造形式分为多立杆式、框式、桥式、吊式、挂式、升降式等;4:按其搭设位置分为外脚手架、里脚手架;1):外脚手架按搭设安装的方式有四种基本形式,即落地式脚手架、悬挑式脚手架、吊挂式脚手架及升降式脚手架。2):里脚手架如搭设高度不大时一般用小型工具式的脚手架,如搭设高度较大时可用移动式里脚手架或满堂搭设的脚手架。二:要求对脚手架的基本要求是:工作面满足工人操作、材料堆置和运输的需要;结构有足够的强度、稳定性,变形满足要求;装拆简便,便于周转使用。目前脚手架的发展趋势是采用高强度金属材料制作、具有多种功用的组合式脚手架,可以适用不同情况作业的要求。 三:扣件式钢管脚手架1:扣件式钢管脚手架由立杆、大横杆、小横杆、斜撑、脚手板等组成。2:它可用于外脚手架,也可作内部的满堂脚手架,是目前常用的一种脚手架。3:扣件式钢管脚手架的特点是:通用性强;搭设高度大;装卸方便;坚固耐用。4:基本构造1):钢管杆件钢管杆件一般采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管或无缝钢管,也有外径50~51mm,壁厚3~4mm的焊接钢管或其他钢管。用于立杆、大横杆、斜杆的钢管最大长度不宜超过6.5m,最大重量不宜超过250N,以便适合人工搬运。用于小横杆的钢管长度宜在1.5~2.5m,以适应脚手板的宽度。2):扣件扣件用可锻铸铁铸造或用钢板压制,其基本形式有三种:a:供两根成垂直相交钢管连接用的直角扣件b:供两根成任意角度相交钢管连接用的回转扣件c:供两根对接钢管连接用的对接扣件 在使用中,虽然回转扣件可连接任意角度的相交钢管,但对直角相交的钢管应用直角扣件连接,而不应用回转扣件连接。3):脚手板脚手板一般可用厚2mm的钢板压制而成,长度2~4m,宽度250mm,表面应有防滑措施。也可采用厚度不小于50mm的杉木板或松木板,长度3~6m,宽良200~250mm,或者采用竹脚手板。4):连墙件当扣件式钢管脚手架用于外脚手架时,必须设置连墙件。连墙件将立杆与主体结构连接在一起,可有效地防止脚手架的失稳与倾覆,常用的连接形式有刚性连接与柔性连接两种a:刚性连接一般通过连墙杆、扣件和墙体的预埋件连接。这种连接方式具有较大的刚度,其既能受拉,又能受压,在荷载作用下变形较小。b:柔性连接则通过钢丝或小直径的钢筋、便撑、木楔等与墙体上的预埋件连接,其刚度机小,只能用于高度24m以下的脚手架。5):底座底座一般采用厚8mm,边长150~200mm的钢板作底板,上焊150mm高的钢管。底座形式有内插式和外套式两种 四:门式脚手架1:门式脚手架是一种工厂生产、现场组拼的脚手架,是当今国际上应用最普遍的脚手架之一。2:它不仅可作为外脚手架,也可作为移动式里脚手架或满堂脚手架。3:门式脚手架因其几何尺寸标准化,结构合理、受力性能好,施工中装拆容易,剥全可靠、经济实用等特点,广泛应用于建筑、桥梁、隧道、地铁等工程施工,剖在门架下部安放轮子,也可以作为机电安装、油漆粉刷、设备维修、广告制作湖活动工作平台。4:通常门式脚手架搭设高度限制在45m以内,采取一定措施后可达到80m左右。设计的施工荷载为:均布荷载1.8kN/m2,或作用于脚手板跨中的集中荷载2kN。5:基本构造门式脚手架基本单元是由2个门式框架、2个剪刀撑、1个水平梁架和4个连接器组合而成。若干基本单元通过连接器在竖向叠加,组成一个多层框架。在水平方向,用加固杆和水平梁架使相邻单元连成整体,加上斜梯、栏杆柱和横杆组成上下步相通的外脚手架。 五:升降式脚手架1:升降式脚手架是沿结构外表面满搭的脚手架,它通过脚手架构件之间或脚手架与墙体之间互为支承、相互提升,可随结构施工逐渐提升,用于结构施工;在结构完成后,又可逐渐下降,作为装饰施工脚手架。2:近年来在高层建筑及筒仓、竖井、桥墩等施工中发展了多种形式的升降式脚手架,其中常用的有自升降式、互升降式、整体升降式三种类型。3:升降式脚手架主要优点有:1):脚手架不需沿建(构)筑物全高搭设(一般搭设3~4层高);2):脚手架不落地,不占施工场地;3):可用于结构与装饰施工。4):但这种脚手架一次性投资较大,因此设计时 六:里脚手架1:里脚手架搭设于建(构)筑物内部,其使用过程中装拆较频繁,故要求轻便灵活,装拆方便。通常将其做成工具式的,结构形式有折叠式、支柱式和门架式。2:角钢折叠式里脚手架其架设间距,砌墙时不超过2m,粉刷时不超过2.5m。根据施工层高,沿高度可以搭设两步脚手,第一步高约1m,第二步高约1.65m。3:套管式支柱它是支柱式里脚手架的一种,将插管插入立管中,以销孔间距调节高度,在插管顶端的凹形支托内搁置方木横杆,横杆上铺设脚手架。架设高度为1.5~2.1m。4:门架式里脚手架1):由两片A形支架与门架组成。其架设高度为1.5、2.4m,两片A形支架间距2.2~2.5m。对高度较高的结构内部施工,如建筑的顶棚等可利用移动式里脚2):手架,如作业面大、工程量大,则常常在施工区内搭设满堂脚手架,材料可用扣件式钢管、毛竹等。